静電界中の電子の運動(過去問にチャレンジ)

次の文章は、真空中における電子の運動に関する記述である。

図のようにx軸上の負の向きに大きさが一定の電界E[V/m]が存在しているとき、

x軸上に電荷が-e[C](eは電荷の絶対値)、質量m0[kg]の1個の電子を置いた場合を考える。x軸上の正方向の電子の加速度をa[m/s2]とし、また、この電子に加わる力の正方向をx軸の正方向にとったとき、電子の運動方程式はm0a=(ア)・・・①

となる。①式から電子は等加速度運動をすることがわかる。したがって、電子の初速度を零としたとき、x軸の正方向に向かう電子の速度v[m/s]は時間t[s]の(イ)関数となる。また、電子の走行距離xdis[m]は時間t[s]の(ウ)関数で表される。さらに、電子の運動エネルギーは時間t[s]の(エ)で増加することがわかる。ただし、電子の速度v[m/s]はその質量の変化が無視できる範囲とする。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

 
(1)eE一次二次1乗
(2)$\frac{1}{2}$eE二次一次1乗
(3)eE2一次二次2乗
(4)$\frac{1}{2}$eE二次一次2乗
(5)eE一次二次2乗

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